流动注射化学发光法测定面粉中过氧化苯甲酰

2010-10-19吴迎春

食品科学 2010年22期

关键词：鲁米诺试液化学发光

吴迎春，聂峰

(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中 723001)

流动注射化学发光法测定面粉中过氧化苯甲酰

吴迎春，聂峰

(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中 723001)

目的：建立面粉中过氧化苯甲酰含量测定的化学发光新方法。方法：过氧化苯甲酰氧化KI生成I2，该反应和luminol-H2O2化学发光体系相耦合，进而对面粉中的过氧化苯甲酰进行测定。结果：方法的线性范围为3.0×10-8～4.0×10-6g/mL，检出限为4.0×10-9g/mL， RSD为2.2%(质量浓度5.0×10-8g/mL，11次平行测定)。结论：该方法具有简单、灵敏、线性范围宽的优点。

流动注射；化学发光法；过氧化苯甲酰

Abstract：Objective:To develop a new flow injection chemiluminescence method for determining benzoyl peroxide in flour.Methods:KI can be oxidized by benzoyl peroxide to produce I2. This reaction is coupled with a luminal-H2O2 chemiluminescence system to determine benzoyl peroxide in flour. Results:The determination range of this method is 3.0 × 10-8－ 4.0 × 10-6g/mL,and the detection limit of this method is 4.0 × 10-9g/mL with a relative standard deviation of 2.2%. Conclusion:This method is characteristics of simple, high selectivity, accuracy and sensitivity.

Key words：flow injection；chemiluminescence；benzoyl peroxide

过氧化苯甲酰，是一种高反应性氧化物质，由于其对面粉的漂白效果及筋力的改善，20世纪初开始作为一种面粉改良剂而被使用[1]。但近年研究表明，面粉中的过氧化苯甲酰会破坏面粉的营养成分，尤其是对胡萝卜素和VE有较强的破坏作用，导致面粉中的类胡萝卜素、叶黄素等天然成分丧失[2]，而且食用过量的过氧化苯甲酰后，短期会使人产生恶心、头晕、神经衰弱等中毒现象，长期过量食用会对肝脏造成严重的损害[3]。因此各国都规定了限量使用标准，如联合国粮农组织规定0.075g/kg[4]，英国和美国规定为0.05g/kg[5]，甚至一些国家(如法国)禁止在面粉中添加过氧化苯甲酰。为保证食品安全，研究食品中包括过氧化苯甲酰在内的有害物质残留量的简单、快速检测技术是一项有意义的工作。

面粉中过氧化苯甲酰含量检测方法，文献报道多为气相色谱法、高效液相法、紫外光度法、荧光光谱法、光谱探针法、以及利用KMnO4氧化过氧化苯甲酰和K4Fe(CN)6氧化过氧化苯甲酰的化学发光法等[6-16]。利用过氧化苯甲酰具有的氧化特性，在含过氧化苯甲酰的溶液中加入KI并适当加热，反应生成I2，再将I2与H2O2-鲁米诺化学发光反应相耦合，结合流动注射技术，建立一种流动注射和化学发光联用的在线测定面粉中过氧化苯甲酰含量的新分析方法。

1 材料与试剂

1.1 仪器与试剂

IFFM-D型流动注射化学发光仪(流通池为盘管式，进样量25μL) 西安瑞迈电子科技有限公司。过氧化苯甲酰(优级纯) 西安试剂总公司；H2O2(AR)、无水乙醇等其他试剂均为分析纯或优级纯，水为二次去离子水。

1×10-4mol/L过氧化苯甲酰贮备液：准确称取0.1g过氧化苯甲酰于100mL烧杯中，加适量无水乙醇溶解后定容至1000mL，避光保存，使用时用水逐级稀释至所需质量浓度；0.01mol/L鲁米诺储备液，使用时逐级稀释，3% H2O2溶液(AR，以有效过氧化氢计)，无水乙醇等，其他试剂均为分析纯或优级纯，水为二次去离子水。

1.2 方法

精确移取一定体积的过氧化苯甲酰标准溶液或样品溶液于50mL容量瓶中，加入适量KI溶液，加水稀释至标线，摇匀作为试液，将该试液置于35℃的水浴中加热4min，室温放置5min后插入输液管c，将输液管a、b分别插入鲁米诺溶液和H2O2溶液中，开启装置，采集发光信号，以相对峰高定量，流程如图1所示。

图1 流动注射化学发光分析仪流程图Fig.1 Schematic diagram of flow injection chemiluminometric analyzer

2 结果与分析

2.1 流动注射化学发光反应的影响因素

2.1.1 鲁米诺的浓度与pH值

化学发光反应是在碱性条件下进行的，过氧化苯甲酰藕合化学发光反应化学发光体系中，不同浓度鲁米诺及pH值对化学发光强度的影响。结果表明，在pH值为10～12介质中，鲁米诺浓度在1.0×10-6～5.0×10-4mol/L的范围，发光强度随着鲁米诺浓度的增大而增强。当鲁米诺浓度高于5.0×10-4mol/L时，信噪比反而降低(图2)。因此选择鲁米诺浓度为5.0×10-5mol/L，pH10～12。

图2 鲁米诺浓度对发光强度的影响Fig.2 Effect of luminol concentration on the intensity of chemiluminescence

2.1.2 H2O2的质量分数

本化学发光反应体系中，H2O2是发光反应的重要介质，H2O2的质量分数对发光信号有重要影响。改变H2O2质量分数进行对比发现，H2O2质量分数为0.25%～2.0%范围内体系化学发光有较大的信噪比与较宽的测定线性范围(图3)，本实验选择H2O2质量分数为1.0%(以有效H2O2计)。在5×10-5mol/L的鲁米诺(pH12)，KI浓度为5×10-6mol/L，过氧化苯甲酰为5×10-8mol/L条件下，同一份H2O2试液放置48、72h，测得的化学发光信号无明显变化。

图3 过氧化氢质量分数对化学发光强度的影响Fig.3 Effect of H2O2concentration on the intensity of chemiluminescence

2.1.3 KI的浓度

试液中加入不同浓度KI后，偶合反应产生的I2对试液发光信号的影响(同时进行空白实验)，结果表明，当试液KI浓度为5×10-6mol/L时信燥比最大。

2.1.4 反应温度

在上述实验条件下，考察不同温度下过氧化苯甲酰与KI溶液反应对发光强度的影响。将试液分别加热至20、25、30、35、40、50℃后再冷却至室温，分别测定其发光强度，结果(图4)，当试液温度在20～30℃时，发光信号强度变化平缓，高于35℃后发光信号增大，但信噪比变小，说明由于温度增高，KI被空气氧化产生过量I2的量越大，至使空白信号变大。当试液温度为35℃时，信噪比最大，选择在含过氧化苯甲酰的试液中加入KI后，水浴中将试液加热至35℃。另外，考虑到KI自身氧化作用，分析中必须进行空白实验，以保证实验结果的准确性。

图4 过氧化苯甲酰与KI的反应温度对化学发光强度的影响Fig.4 Effect of reaction temperature on the intensity of chemiluminescence

2.1.5 过氧化苯甲酰与KI反应时间

图5 过氧化苯甲酰与KI的反应时间对化学发光强度的影响Fig.5 Effect of reaction time on the intensity of chemiluminescence

在上述实验条件下，考察试液在水浴中反应1、2、3、4、4.5、5、6min后试液发光强度的变化。结果表明(图5)，反应时间大于4min后，反应时间越长，与鲁米诺反应的发光信号就越强，但空白信号也相应增大，至使信噪比下降，表明时间加长也会使KI被空气氧化产生I2的量加大，所以时间不能太长。当试液反应时间为4min时，具有最大的信噪比，选择试液反应时间为4min。

2.2 校准曲线、线性范围、检出限、相对标准偏差

在选取的最佳实验条件下，对试样的线性范围、回归方程、方法的相对标准偏差、检出限(按IUPAC建议计算)进行详细的考察和计算。结果，过氧化苯甲酰在3.0×10-8～4.0×10-6mol/L范围内与发光强度有良好的线性关系，校准曲线的回归方程Y=5.23+2.84X，r=0.9995，检出限为4.0×10-9mol/L，RSD为2.2%(质量浓度5.0×10-8g/mL，11次平行测定)。

2.3 干扰分析

考察常见物质对过氧化苯甲酰测定的影响，在相对误差不大于5%的条件下，对于浓度为5.0×10-8mol/L的过氧化苯甲酰，共存物质允许量为 2000倍浓度的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ni2+、Fe3+；1000 倍浓度的 Hg2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Al3+、Co2+；500 倍浓度葡萄糖、丙二酸根、苯甲酸钠等脂类；部分氧化性物质(如溴酸钾等)存在对测定干扰，但过氧化苯甲酰不溶于水，在样品处理中即可将其分离；20倍浓度VC、Fe2+与具有还原性的阴离子如SO32－、Cl－、S2O32－等存在干扰，但具有还原性的物质在过氧化苯甲酰存在下不能共存。

2.4 样品分析

取0.50g样品置于10mL烧杯中，利用过氧化苯甲酰易溶于乙醇的特性，加7mL无水乙醇混合均匀，搅拌，将试液于离心机上离心10min，将上层清液转移定容至50mL，按前述方法与图1流程所示进行化学发光测定，HPLC测定条件参照文献[16]，结果见表1。本法与高效液相色谱法测定结果无显著性差异。

表1 样品测量(n=5)Table 1 Determination results of samples (n=5)

3 结论

流动注射化学发光法测定面粉中过氧化苯甲酰与高效液相色谱法测定结果无显著性差异，新方法灵敏、简便、快速、价廉，具有一定的推广价值。

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Determination of Benzoyl Peroxide in Flour by Flow Injection Chemiluminescence Method